機械設計試題及答案

1、一、填空題每空1 分，計 25 分1、一減速齒輪傳動，主動輪1 用 45 號鋼調(diào)質(zhì)，從動輪用45 號鋼正火，則它們齒面接觸應力的關(guān)系是b。a、 H 1H 2 ； b、H1H 2 ； c、H 1H 2 。2 、帶傳動中緊邊拉力為 F1，松邊拉力為 F2 ，則其傳遞的有效圓周力F 為c。a、 F1F2 ； b、 ( F1 F2 ) / 2 ； c、 F1 F2 ；d、 (F1 F2 ) / 2 。3、對于硬齒面閉式齒輪傳動，其齒面接觸承載能力較高，故通常先按齒根彎曲疲勞強度進行設計，然后校核齒面接觸疲勞強度。4、蝸桿的c模數(shù)為標準模數(shù)，蝸輪的b壓力角為標準壓力角。a、法面；b 、端面；c、軸面。5

2、、帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態(tài)時，F(xiàn)1 與F2 的關(guān)系可用著名的歐拉公式表示為F1F2e f1。6、在蝸桿傳動中，當需要自鎖時，應使當量摩擦角b蝸桿導程角。a、小于；b、大于；c、等于。7、計算蝸桿傳動的傳動比時，公式c是錯誤的。a 、 i1 /2 ； b、 in1 / n2 ；c、 id2/ d1 ；d、 iz2/ z1 。8、蝸桿傳動的失效通常是發(fā)生在蝸輪輪齒上。9、設計圓柱螺旋彈簧時，其彈簧直徑d 按強度條件確定，其工作圈數(shù)n 按剛度條件確定。10、彈簧指數(shù)CD 2 /d， C值越大，剛度越小。11、楔鍵聯(lián)接靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，用于對中性要求不高的聯(lián)接。12、按國家標準 GB/2

3、92-93 規(guī)定，代號為7210C的滾動軸承類型為角接觸球軸承軸承，其內(nèi)徑為50 mm ，寬度系列為窄、系列，直徑系列為輕系列， C 代表 公稱接觸角15o，其精度為 P0 級。13、下列各種聯(lián)軸器中，能減緩振動和沖擊的是f；可實現(xiàn)兩軸線角位移最大的是c；常用于兩軸線對中性不好、低速情況下的是d和 e。a 套筒聯(lián)軸器； b.凸緣聯(lián)軸器； c.萬向聯(lián)軸器； d.十字滑塊聯(lián)軸器；e.齒輪聯(lián)軸器； f.彈性柱銷聯(lián)軸器。二、問答題每題5 分、計 30 分1、試分析影響帶傳動所能傳遞最大有效圓周力Fmax 的主要因素。（ 5 分）Fm ax 與初拉力 F0 、包角1 和摩擦系數(shù)f 有關(guān)。（ 3）F0 大

4、、1 大、 f 大，則產(chǎn)生的摩擦力大，傳遞的最大有效圓周力也大。（ 2）2、試說明齒形系數(shù)YF 與齒輪的哪些參數(shù)有關(guān)，YF 對齒根彎曲應力F 有何影響（ 5分）齒形系數(shù) YF 反映了輪齒幾何形狀對齒根彎曲應力F 的影響，凡是影響齒廓形狀的參數(shù)如齒數(shù)z 、變位系數(shù)x 和分度圓壓力角都影響 YF 。(3 )如果齒數(shù) z 增大、變位系數(shù)x 和分度圓壓力角增大，均可以使齒根增厚，齒形系數(shù) YF 減小，F(xiàn) 減小。 (2 )3、為提高輪齒的抗折斷能力，可采取哪些措施（5 分）可適當增大齒根圓角半徑以減小應力集中；（1）合理提高齒輪的制造精度和安裝精度；(1 )正確選擇材料和熱處理方式；(2 )以及對齒根部

5、位進行噴丸、輾壓等強化處理。(1 )4、螺紋聯(lián)接防松的實質(zhì)是什么按工作原理分，防松的方法有哪幾類答：防松的實質(zhì)是防止螺紋副間的相對轉(zhuǎn)動。（2 分）防松的方法有摩擦防松、機械防松、永久防松。（3 分）5、什么是滾動軸承的基本額定動負荷其方向是如何確定的（5 分）6答：軸承工作溫度在100oC以下，基本額定壽命L=1x1 0 r 時，軸承所能承受的最大載荷，稱為基本額定動負荷。(2 分)對于向心軸承，其方向為徑向載荷；（1 分）對于推力軸承，其方向為軸向載荷；（1 分）對于角接觸軸承，其方向為載荷的徑向分量。（1 分）6、簡述非液體摩擦徑向滑動軸承校核計算的主要內(nèi)容（5 分）答：（ 1）驗算壓強：

6、滑動軸承壓強p許用壓強 p ；（2 分）驗算 pv 值： pv pv;（ 2 分）驗算軸徑圓周速度v：vv 。（ 1 分）三、分析計算題1、如圖示，卷筒與齒輪用普通螺栓聯(lián)接在一起（螺栓個數(shù)Z=8），軸不旋轉(zhuǎn)，卷筒與齒輪在軸上旋轉(zhuǎn)， 已知卷筒所受旋轉(zhuǎn)力矩T=107 Nmm，螺栓分布直徑 D0=500mm，卷筒與齒輪接合面間摩擦系數(shù)f =，可靠性系數(shù)Kf = ，螺栓材料的屈服極限S=300Mpa，安全系數(shù)S=3。試設計該螺栓組的螺栓直徑。（ 10 分）普通螺紋基本尺寸表（第一系列）公稱直徑 d中徑 d2小徑 d1螺距 p2433036442485解：設螺栓受預緊力F計算螺栓所需預緊力FZfF &#

7、39; D0K f T （2 分）2F' 2K f T21.210750000N （ 2 分）ZfD080.12500計算許用應力s300100MPa（2 分）S3確定螺栓直徑d14 1.3F '4 1.3 50000分）d128.768 mm（ 2100選擇螺栓查表選取 M36（ d1=>）（2 分）2、如圖所示， a) 、b) 分別為斜齒圓柱齒輪的懸臂布置和對稱布置的支承形式。圖1) 、2) 分別為一對角接觸球軸承背對背、面對面安裝支承形式。1） 請合理選擇斜齒輪不同布置形式下，一對角接觸球軸承的支承形式，你認為正確的，在“”中打“”：圖 a) 所示懸臂布置宜采用：圖

8、 1) ；圖 2) （1 分）圖 b) 所示對稱布置宜采用：圖 1) ；圖 2) 。（1 分）2） 根據(jù) 1）中的選擇結(jié)果計算圖a）所示情況下，軸承的軸向力Fa1、Fa2。已知：軸承徑向載荷Fr1 、Fr2 、齒輪的軸向力A 方向如圖所示，大小分別為： Fr1=4000N、Fr2=2000N， A=2000N。軸承內(nèi)部軸向力S=。（ 4 分）解： S1= = = 1600(N)，方向向左；（ 1 分）S2= = = 800(N)，方向向右；（1 分）S2+A = 800+2000 = 2800 (N) > S1 = 1600 (N)（1 分）所以， Fa1 = S2+A = 2800 N

9、（1 分）Fa2 = S2 = 800 N3） 若該對軸承的壽命為5000 小時，現(xiàn)將當量動載荷加大一倍，將轉(zhuǎn)速減小一半，試計算后確定該對軸承能否滿足載荷及轉(zhuǎn)速改變后壽命至少1000 小時的工作要求（ 4 分）標準答案：Lh106 ( fT Cf P P)3 (60n)(2分 )L'h106 ( fT Cf P (2P) 3 (60n 2)(1分)2Lh / 82 5000 / 8 1250(小時 )1000(小時 )（1分）結(jié)論：此軸承能夠滿足壽命至少1000 小時要求。3、在圖示傳動系統(tǒng)中，件1 和 2 均為斜齒圓柱齒輪，件3 為蝸桿，件4 為蝸輪。已知齒輪 1 輪齒螺旋線方向為左

10、旋，其轉(zhuǎn)向如圖所示，試回答下列問題：1）齒輪 2 的輪齒螺旋線方向是旋。（1 分）2）在圖中畫出齒輪1、齒輪 2 在節(jié)點 A 所受的軸向力Fa1 和 Fa 2 的方向。（2 分）3）為使在軸上的齒輪2 與蝸桿 3 的軸向力相互抵消一部分，蝸桿3 的螺旋線方向應該是旋，并在圖中畫出蝸桿的旋向；在節(jié)點B 處畫出蝸桿3 所受的軸向力 Fa3 、圓周力 Ft 3 和徑向力 Fr 3 的方向，在節(jié)點B 處畫出蝸輪 4 所受的圓周力Ft 4和徑向力 Fr 4 的方向，在圖中畫出蝸輪4 的轉(zhuǎn)動方向。（ 8 分）答：1）右旋。（ 1）2）齒輪 1、齒輪 2 在節(jié)點 A 所受的軸向力 Fa1 和 Fa2 的方向如圖所示。(2 )3) 右旋；（ 1）畫出螺旋線方向 (1 )蝸桿 3所受的三個分力 Fa3、 Ft 3 和 Fr 3 的方向如圖所示； (3 )蝸輪 4所受的圓周力 Ft 4 和徑向力 Fr 4 的方向如圖所示；（ 2）蝸輪 4的轉(zhuǎn)動方向如圖所示。 (1 )4、一對標準斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，已知：輸入軸轉(zhuǎn)速n1 960r / min ，輸入功率 P 3 kW，齒輪齒數(shù)z1， z2 =62，法向模數(shù) mn，分度圓螺旋角212.5 mm8. 849725 ，分度圓柱上的法面壓力角n 20 ，試計算：（ 1）輸入軸 I 上的轉(zhuǎn)矩；（ 2